軟件測試技術(shù)在車載TBOX項目中的應用

王敬麗

摘要：為了在短期內(nèi)完成車載遠程信息終端（TBOX）軟件的開發(fā)，同時保證軟件的質(zhì)量，提高用戶滿意度，提出了將靜態(tài)測試和動態(tài)測試相結(jié)合的測試方法。在編碼階段引入靜態(tài)測試，采用測試工具分析和人工審查兩種方式相結(jié)合，關(guān)注代碼實現(xiàn)的細節(jié)。在系統(tǒng)測試階段，采用黑盒測試方法，關(guān)注功能實現(xiàn)情況。實踐表明從細節(jié)和整體這兩個維度對軟件進行測試，不僅提高了測試效率，同時也提高了TBOX軟件的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：終端;靜態(tài)分析;代碼審查;臺架測試;實車測試

中圖分類號：TP311? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）35-0069-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Application of Software Testing Technology in Tbox Project

WANG Jing-li

（The 38th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation， Hefei 230088， China）

Abstract： To complete the development of Telematics Box （TBOX） software in a short time， at the same time to ensure the quality of the software， improve customers satisfaction， a test method combining static test with dynamic test is proposed. In the coding phase， static testing is introduced， which combines test tool analysis and manual review to pay attention to the details of code implementation. In the system testing stage， the black box test method is used to pay attention to the function realization. Practice shows that testing the software from the two dimensions of details and the whole not only improves the testing efficiency， but also improves the quality of TBOX software.

Key words： TBOX; static analysis; code review; bench test; real vehicle test

隨著車聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，TBOX作為車輛與平臺信息交互的關(guān)鍵設備，其應用將越來越普遍。TBOX通過CAN總線獲取整車信息，上傳到TSP（Telematics Service Provider）平臺，并且可通過手機App實現(xiàn)對車輛的遠程控制，TBOX軟件的質(zhì)量好壞直接影響用戶的體驗。TBOX廣泛使用，對軟件質(zhì)量要求更高，軟件測試是保證軟件質(zhì)量的一個重要環(huán)節(jié)。

軟件測試的經(jīng)典定義是在規(guī)定的條件下對程序進行操作，以發(fā)現(xiàn)程序錯誤，衡量軟件質(zhì)量，并對其是否能滿足設計要求進行評估的過程。按照是否讓被測軟件運行分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試，兩者相結(jié)合可有效提高軟件質(zhì)量。

1 車載TBOX工作原理

車載TBOX通過CAN網(wǎng)絡實現(xiàn)與整車ECU（Electronic Control Unit）交互，實時獲取車輛的信息，如里程、電池電量、車速、位置以及故障信息等上傳至平臺，實現(xiàn)對車輛信息的查詢、顯示和存儲;通過手機App實現(xiàn)對車輛的遠程控制，可以幫助用戶遠程打開車門、打開空調(diào)、車輛定位、遠程充電等，給用戶使用帶來方便;能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛ECU的OTA（Over-the-Air Technology）升級，為整車廠升級軟件提供便利;休眠喚醒，車輛熄火一段時間后，TBOX和車輛其他ECU進入休眠狀態(tài)，此時終端和其他ECU的功耗較低，當出現(xiàn)喚醒信號如開車門，TBOX進入正常工作模式，該功能可以減少車輛電瓶電量的消耗;車輛發(fā)生碰撞觸發(fā)安全氣囊后，TBOX會自動觸發(fā)客戶救援熱線號碼，自動上傳車輛位置信息等至后臺，讓事故車輛和人員得到及時的救援。

2 靜態(tài)測試

靜態(tài)分析是指在不運行代碼的方式下，借助軟件工具對源程序進行分析，如控制流分析、數(shù)據(jù)流分析、接口分析、表達式分析、復雜度分析等。它的特點是不實際執(zhí)行程序，執(zhí)行速度快、效率高，誤報率也較高。

本項目使用Testbed測試工具分析軟件，LDRA Testbed工具能夠支持C/C++數(shù)千種條目的規(guī)則檢測，包括MISRA C/C++， GJB5369等編碼規(guī)范，是最早進入中國市場的靜態(tài)分析工具，在嵌入式軟件測試中廣泛應用。Testbed自動生成的報告有一定的誤報率，需人工對每一條違反規(guī)則的情況進行排查，最終確定靜態(tài)分析問題報告。靜態(tài)分析一般能發(fā)現(xiàn)違反規(guī)則的情況如下：

1） 數(shù)組越界訪問;

2） 函數(shù)返回局部指針變量;

3） 使用未初始化的變量;

4） 使用malloc函數(shù)申請內(nèi)存后，未判定指針是否為空;

5） 內(nèi)存泄露;

6） 存在不可達代碼。

代碼審查采用人工讀代碼的方式進行審查，作為對靜態(tài)分析的補充，主要檢查代碼執(zhí)行標準的情況、代碼和設計的一致性、代碼邏輯表達的正確性、代碼結(jié)構(gòu)的合理性以及代碼的可讀性。依據(jù)代碼審查單和軟件詳細設計文檔，參考TestBed靜態(tài)分析結(jié)果，對審查模塊中復雜度高、扇入、扇出數(shù)高的模塊，以及關(guān)鍵模塊進行重點審查，代碼審查采用Source Insight代碼閱讀工具。

通過靜態(tài)測試，可有效提高軟件開發(fā)的質(zhì)量，減少在動態(tài)測試階段出錯的概率。

3 動態(tài)測試

動態(tài)測試是使被測代碼在真實環(huán)境或仿真環(huán)境下有控制地運行，檢查運行結(jié)果與預期結(jié)果的差異，以發(fā)現(xiàn)其中的錯誤。采用黑盒測試方法，首先功能分解將一個功能項拆分成多個子功能，之后再對子功能采用等價類劃分法、邊界值分析法、猜錯法等設計測試用例。一般在靜態(tài)測試結(jié)束后進入，為了讓軟件開發(fā)與測試的效率盡可能最大化，動態(tài)測試分為兩個階段臺架測試和實車測試。測試環(huán)境示意圖如圖1所示。

1）臺架測試

臺架測試是在實驗室利用計算機上的軟件工具模擬測試TBOX的數(shù)據(jù)輸入，查看TBOX的輸出是否正確，主要對數(shù)據(jù)上報、遠程控制、休眠喚醒等功能進行模擬測試。使用CANTest軟件模擬整車數(shù)據(jù)發(fā)送報文到終端，登錄企業(yè)管理平臺，查看數(shù)據(jù)上報是否正確;手機App發(fā)送車控指令，如開空調(diào)、車門、車窗等，TSP后臺收到后會發(fā)出請求指令到車載終端，使用CANTest軟件查看終端輸出的報文對應位變化是否與協(xié)議一致。模擬整車控制器（VCU）發(fā)送空調(diào)狀態(tài)改變的報文，通過平臺查看終端上報結(jié)果。

休眠喚醒功能通過接通或斷開ACC電源線模擬實車鑰匙狀態(tài)，萬用表串聯(lián)接入電路，用于觀察終端休眠后的靜態(tài)電流，該功能影響整車的功耗，若車輛下電后終端不能正常休眠，將導致車上小電瓶虧電，車輛無法啟動。對于該功能的測試，采用功能分解和等價類劃分法設計測試用例，如表1所示。

2）實車測試

在真實的實車環(huán)境下，檢驗TBOX軟件是否實現(xiàn)軟件需求規(guī)格中規(guī)定的功能和性能要求。實車測試應充分考慮使用場景，車輛靜止、充電、行駛狀態(tài)，行駛測試還應考慮不同路況下（如高架、隧道、山區(qū)、高速等）和不同天氣下（晴天、雨天）終端的穩(wěn)定性，如數(shù)據(jù)上報、4G信號狀態(tài)、GPS定位情況等。除了驗證需求規(guī)定的功能外，測試用例應覆蓋各種異常情況、誤操作，比如需求中一個“遠程升級”功能：終端連接上平臺后，通過平臺下發(fā)升級包（S19文件），終端自動完成升級更新為最新版本，以該功能為例描述測試用例設計策略。

S19文件每行S-record的通用格式如下：

針對該功能項設計測試用例如下：

測試發(fā)現(xiàn)問題有上報數(shù)據(jù)內(nèi)容丟失、死機、車輛虧電、通信網(wǎng)絡無信號、車控功能不穩(wěn)定、手機狀態(tài)未更新等，測試可以發(fā)現(xiàn)軟件存在的錯誤，但不能保證軟件沒有錯誤，而是把錯誤控制在一個合理的范圍內(nèi)，減少軟件發(fā)布后出現(xiàn)故障的風險。

4 結(jié)束語

電動汽車的推廣，車載TBOX大批量產(chǎn)對軟件的可靠性要求越來越高。軟件需經(jīng)過嚴格測試，盡早地發(fā)現(xiàn)錯誤，才能減?少量產(chǎn)后的維護成本。本文介紹的車載TBOX軟件的測試方法，發(fā)現(xiàn)了軟件代碼和功能實現(xiàn)上的缺陷，一定程度上提高了軟件的可靠性。另外測試技術(shù)還需要進一步完善，同時測試人員也應深入了解TBOX軟件，才能有效地提高軟件的質(zhì)量。

參考文獻：

[1] 蔡建平，沈琦，謝會東，等.嵌入式軟件測試實用技術(shù)[M].北京：清華大學出版社，2010： 123-164.

[2] 柳純錄，黃子河，陳淥萍.軟件評測師教程[M].北京：清華大學出版社，2005： 6-175.

[3] 李志濤.車聯(lián)網(wǎng)測試的研究與分析[J].汽車電器，2017（2）：11-13.

【通聯(lián)編輯：梁書】